Методи отримання електрики за рахунок вітру створюють альтернативу традиційним способам енергопостачання. Людей приваблює можливість володіння автономною електростанцією з безкоштовними джерелами енергії. У більшості конструкцій вітряних генераторів для населення застосовуються принципи:
• перетворення кінетичної енергії потоків повітря в обертання валу вітряного двигуна;
• передача обертання ротору генератора;
• вироблення генератором постійного електричного струму для підзарядки комплекту акумуляторів;
• використання енергії акумуляторів спеціальними пристроями – инверторами, які з 12 вольт постійного напруги створюють змінний синусоїдальний струм з напругою 220 вольт для живлення побутових електроприладів.
Дослідженнями і створенням вітряних двигунів людство займається вже багато століть, створивши конструкції з:
• розташуванням осі обертання вітряного колеса в горизонтальній або вертикальній площині;
• формами лопатей вітрогенератора у вигляді прямої площині, вітрила, увігнутою і опуклою криволінійною поверхнями і їх комбінаціями з різних матеріалів;
• різною кількістю лопатей для ветряків з розташуванням їх під різними кутами.
Підбирати конструкцію вітрогенератора для будинку слід з урахуванням місцевої середньорічної швидкості вітрів, а також необхідної потужності джерела струму. Точний облік потреб місячної електроенергії в кіловат-годинах всім відомий за результатами щомісячних платежів. Використання енергозберігаючих технологій допоможе його знизити.
Середньорічну величину швидкості вітру в конкретному місці установки конструкції можуть приблизно вказати співробітники найближчій метеостанції (або ж скористайтеся довідковими даними для вашого регіону). А відомості про напрям (розу) вітрів не будуть потрібні: сучасний вітрогенератор здатний повертатися в потрібному напрямку.
Монтувати вітряну електричну установку (ВЕУ) краще на відкритому майданчику або на вершині пагорба. Наявність будівель, дерев і розташування поруч з будинком вимагають підйому вентилятора на висоту. Чим вище, тим більше приріст енергії. Установка устаткування на висоті вимагає створення надійної щогли на міцному фундаменті, здатної протистояти вітровим навантаженням. Використання розтяжок підвищує стійкість, але рухливість ґрунтів вимагає періодичного регулювання їх натягу.
Монтаж вітряків на даху будинку, як і кріплення щогли до стіни будівлі можливо, але не бажано через збільшення рівня шумів в приміщеннях і виникнення розгойдують конструкції та зайвих навантажень. Найбільший ККД мають вітряки з криволінійними поверхнями лопатей, розташованими під гострим кутом в напрямку потоку повітря. Вони, як і у літальних апаратів, створюють підйомну силу.
У вертикальних осьових конструкцій ефективність нижче, ніж у пристроїв з горизонтально розташованою віссю. Здатність вітряків виробляти електрику сильно залежить від площі лопатей, яка контактує з потоком повітря. Для нормального електропостачання одноквартирного будинку потрібні лопаті, що описують коло з мінімальним діаметром в 2,5 метра. Конструкції з меншими габаритами за елементарними законами фізики просто не здатні виробляти необхідну потужність.
Вітри до 3 м / с мають малу енергією. ВЕУ не здатні сприймати її ефективно.
Підбираючи вітрогенератор, варто розуміти, що споживачі живляться від акумуляторів через інвертор, потужність якого задовольняє потреби підключених приладів. Генератор тільки забезпечує підзаряд АКБ. Зазвичай потужності генератора в 1кВт досить для зарядки акумуляторів, що живлять побутові прилади через інвертор потужністю близько 4-х кВт.
Для областей зі слабкими вітрами рекомендуються конструкції з максимальним виробленням електроенергії, що використовують лопаті гвинтів збільшених розмірів. Застосування лопатей з діаметром в 4 м замість 2,5 для генератора в 1кВт підвищує вироблення електрики більш ніж в два рази.
Ви також можете побудувати вітрогенератор своїми руками, що буде набагато дешевше (а можливо і енергоефективніше), ніж покупка серійної моделі. Для приблизного розрахунку параметрів вітрогенератора, який буде підходити для вашого будинку.
